Toplotna napetost in fazna sprememba napetosti odkovkov

Po žarjenju, normalizaciji, utrjevanju, popuščanju in toplotni obdelavi za modifikacijo površine lahko pride do popačenja pri toplotni obdelavi. Glavni vzrok za popačenje je v notranji napetosti, ki jo povzroči kovanje med toplotno obdelavo, to pomeni, da zaradi razlike v temperaturni razliki med notranjo in zunanjo stranjo in preoblikovanja strukture odkovek po toplotni obdelavi ostane notranji stres.
Ko ta napetost v trenutku med toplotno obdelavo preseže mejo tečenja jekla, bo to povzročilo popačenje kovanja. V procesu toplotne obdelave obstajata toplotna obremenitev in obremenitev s spremembo faze, njuni vzroki in funkcije so različni.
Odkovki pri ogrevanju in hlajenju, ki jih spremlja pojav toplotnega raztezanja in hladnega krčenja, ko sta površina odkovka in srce zaradi segrevanja ali hlajenja različni, kar povzroči temperaturno razliko, prostorninsko širjenje ali krčenje na površini in srcu ni enako , ta temperaturna razlika in sprememba prostornine, ki jo povzroči različna notranja napetost, imenovana toplotna napetost.
Pri odkovkih v procesu toplotne obdelave se sprememba toplotne napetosti kaže predvsem kot: ko se odkovki segrejejo, površinska temperatura narašča hitreje kot jedro, površinska temperatura je visoka in se širi, jedrna temperatura je nizka in se ne širi. , v tem času površinska tlačna napetost, jedro natezna napetost. Ko so odkovki ditermični, se temperatura jedra poveča in razširi; v tem času odkovki kažejo prostorninsko ekspanzijo; Hlajenje obdelovanca, ohlajanje površine hitreje kot jedro, krčenje površine, visoka temperatura srca za preprečevanje krčenja, natezna napetost na površini, srce povzroči tlačno napetost, ko se ohladi na določeno temperaturo, se površina ohlajena ne krči več, in ohlajanje jedra, ki se pojavi zaradi nenehnega krčenja, je površina tlačna napetost, srce pa natezna napetost. Ta napetost še vedno obstaja v odkovku po ohlajanju, kar se imenuje zaostala napetost.
Pri toplotni obdelavi odkovkov je masna prostornina različnih struktur različna, zato se masna prostornina odkovkov nujno spreminja. Ker obstaja temperaturna razlika med površino in srcem odkovka, preoblikovanje površine in srca organizacije ni pravočasno, zato bodo notranje in zunanje spremembe volumna mase povzročile notranji stres. Ta notranji stres, ki ga povzroča heterogenost organizacijske transformacije, imenujemo stres med faznim prehodom.

Masni volumen osnovne strukture jekla se povečuje v vrstnem redu avstenita, perlita, sortenita, troozita, spodnjega bainita, kaljenega martenzita in martenzita. Na primer, odkovki, ki se hitro ohladijo, zaradi površine prvega mraza do njegove točke, tako da površina iz avstenita v martenzit, volumen nabrekne, vendar je srce še vedno v avstenitnem stanju, prepreči površinsko nabrekanje, tako da srce kovanja z natezno napetost, površina zaradi tlačne napetosti; Ko se ohlajanje nadaljuje, se površinska temperatura zniža in ne bo več nabreknila, medtem ko bo jedro zaradi pretvorbe v martenzit, volumen še naprej nabrekalo, zato ga bo preprečila površina, zato je srce izpostavljeno tlačni napetosti. , površina pa je izpostavljena natezni obremenitvi. Ta napetost ostane v odkovku po ohlajanju kot zaostala napetost.
Zato je v procesu kaljenja in hlajenja sprememba toplotne napetosti in napetosti fazne spremembe nasprotna, končna preostala napetost v odkovku pa je prav tako nasprotna. Kombinacija toplotne obremenitve in obremenitve zaradi spremembe faze se imenuje notranja obremenitev za gašenje. Ko preostala notranja napetost v odkovku preseže mejo tečenja jekla, bo obdelovanec povzročil plastično deformacijo, kar bo povzročilo deformacijo odkovka.